El hierro y el acero

El hierro está considerado a ser el metal más importante y es casi omnipresente en nuestra vida cotidiana. Su producción anual excede en gran medida al del resto de los metales.

Iron es una palabra anglosajona; el símbolo Fe proviene del latín ferrum. Sus características principales son:

• número en la tabla periódica: 26
• masa atómica: 55.847
• densidad: 7.87 g/cm³ (a 20 °C)
• punto de fusión: 1536 ± 2 °C
• punto de ebullición: 2750 °C

Modificaciones alotrópicas:

• hasta 910 °C existe como hierro α y es ferromagnético pero por debajo de 768 °C las propiedades magnéticas desaparecen
• de 910 hasta 1400 °C: hierro γ
• sobre 1400 °C: hierro δ

Se cree que el hierro es el sexto elemento más abundante en el universo. Se encuentra en el Sol y muchas estrellas en cantidades considerables. El hierro se encuentra nativo como componente principal de una clase de meteoritos conocidos como sideritas. El núcleo de la Tierra se cree que está compuesto en gran parte de hierro (probablemente más del 80 %, quizá incluso un cristal casi puro de hierro en la base interna). El metal es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre: cerca 4.5 % es hierro (oxígeno 49.7 %, silicio 26 % y aluminio 7.5 %, por comparación: oro 0.5*10-7 %). El hierro es el elemento más abundante en masa de nuestro planeta, aproximadamente 34.6 % de la masa de la Tierra en su totalidad. El hierro es un componente vital de la vida de las plantas y de los animales, y aparece en la hemoglobina y la mioglobina (músculos).

El desarrollo histórico del uso del hierro está influenciado por el hecho de que el hierro metálico no es estable bajo condiciones termodinámicas en la Tierra. Sin técnicas de proceso particulares, el hierro estaba solamente disponible en la forma de meteorito.

El Arrabio o hierro de primera fusión y el acero son aleaciones ferrosas del hierro con carbono. El punto E corresponde a la máxima solubilidad del carbono en el hierro γ (2.11 %). El contenido de carbono en el acero es de hasta 2.0 % (usualmente menor que 1.5 %). El contenido de carbono en arrabio o hierro de primera fusión es de más de 2.5 %. Aleaciones con contenido de carbono de 2 a 2.5 % no tienen aplicación técnica. Las propiedades del hierro y del acero dependen significativamente del contenido de carbono. Hasta ciertos límites, cuanto más carbono contienen, la aleación será más fuerte y más dura.

Además del hierro y del carbono, el arrabio y el acero contienen cantidades pequeñas de otros elementos (silicio, manganeso, azufre, fósforo, etc.). Actualmente, el término acero es un nombre genérico que representa millares de productos que abarcan una gran variedad de composiciones, formas y calidades. Hay sobre unos 3,000 grados catalogados (composiciones químicas) no contando esos creados para cumplir la demanda del cliente.

Hierro fundido